삼성전자가 업계 최초로 36GB(기가바이트) 용량의 HBM3E 12H D램 개발에 성공했다고 27일 밝혔다.

HBM 메모리는 기술의 발전에 따라 세대가 변화해 왔는데, HBM3E는 5세대 제품이며, 12H는 12단으로 D램 칩을 적층한 것을 의미한다.

삼성전자는 HBM3E 개발을 위해 24Gb(기가비트) D램 칩을 TSV(실리콘 관통 전극) 기술로 12단까지 적층해 업계 최대 용량을 구현했다고 말했다. 

TSV 공정은 수천 개의 미세 구멍을 뚫은 D램 칩을 수직으로 쌓아 적층된 칩 사이를 전극으로 연결하는 첨단 기술이다.

HBM3E 12H는 초당 최대 1280GB의 대역폭과 36GB의 현존 최대 용량을 제공해 성능과 용량 모두 지난 4세대인 HBM3 8H 대비 50% 이상 개선된 것으로 알려졌다.

또 삼성전자는 열압착 비전도성 접착 필름(Advanced TC NCF) 기술을 통해 반도체를 12단으로 쌓으면서도 8단인 전작과 같은 높이로 구현하는 데 성공했다.

해당 기술은 칩 두께를 얇게 만들어도 휘어짐 현상을 최소화할 수 있어 같은 크기에 더 많은 칩을 쌓을 수 있어 고단 적층 확장에 최적화되어 있다.

삼성전자가 개발한 업계 최초 36GB HBM3E 12H D램 [삼성전자 제공]

아울러 삼성전자는 NCF 소재의 두께도 낮추면서 칩간의 간격도 업계 최소 수준인 '7um(마이크로미터)'를 구현해 전작 대비 20% 이상 향상된 수직 집적도를 실현했다.

특히, 칩과 칩사이를 접합하는 공정에서 신호 특성이 필요한 곳은 작은 범프를, 열 방출 특성이 필요한 곳에는 큰 범프를 목적에 맞게 적용하면서 열 특성을 강화하는 동시에 수율도 극대화했다.

이번 D램 개발의 특징으로는 NCF로 코팅하고 칩을 접합해 범프 사이즈를 다양하게 하면서 동시에 공극(Void)없이 적층하는 업계 최고 수준의 기술력을 손꼽을 수 있다.

삼성전자는 이번 HBM3E 12H를 통해 AI 서비스로 인한 데이터 처리량 급증 속에서 AI 플랫폼을 활용하는 다양한 기업들에게 최고의 솔루션이 될 것으로 기대했다.

삼성전자 배용철 메모리사업부 부사장은 "이번 D램은 AI 서비스를 제공하는 고객사의 고용량 솔루션 니즈에 부합하는 혁신 제품"이라고 강조했다.

이어 "앞으로 HBM 고단 적층을 위한 기술 개발에 주력하는 등 고용량 HBM 시장을 선도하고 개척해 나갈 것"이라는 포부를 밝혔다.